[发明专利]连续炼钢过程中的中间处理方法

说明书

本发明涉及一种用铁载体连续炼钢过程中的中间处理步骤，所述的铁载体如生铁和/或废钢至少基本上是经预处理的，在此方法中，将熔体注入盛钢桶，以进行随后的冶金步骤。

通常，用吹氧转炉或喷射氧的转炉从固态金属铁载体，尤其是从废钢、固态生铁、球团矿、海绵铁或其混合物等固态的金属铁载体生产出钢，因此为了获得所需要的熔融热，必须将含碳燃料吹入熔体。虽然在电弧炉中不用生铁水而用废钢很容易炼出钢来，但是，在这些情况下，电能的消耗是相当可观的，所以上述方法在经济上几乎是不合算的。在现行的转炉炼钢方法中，一般将氧气吹到熔体的面上或熔体内，这有可能使操作更快、成本更低。然而，这样的熔炼方法引起熔池内含有相当高的氧化物，一般以这样的方法产生的炉渣粘度相当高。如此高粘度的炉渣往往透气性极差，从而熔池中会出现强烈的起泡，并且有时会产生过沸腾。

本发明的目的是在本文开头所提到的典型熔炼过程中使用一种方法，以致可避免过分的沸腾反应，并且明显地减少起泡的危险性。本发明的目的还在于，当采用已被所述方法熔炼的钢水时有助于以后的精炼步骤及随后在盛钢桶内的冶金步骤，并且还可提高盛钢桶内铁的回收率。为此，本发明方法的基本要点是，通过添加助熔剂将冶金炉渣调整到如下成分：20～77.2% FeO，最好是25.7～50% FeO、10～30% SiO₂、2～15% Al₂O₃、5～20% MgO、0.13～6.45% MnO，最好是0.5～5% MnO、1～10% CaO、0.1～5% Cr₂O₃、P+S为痕迹。由于将冶金炉 渣调整到上述成分的范围内，所以除了改变炉渣成分使已知的粘度变化外，还意外地使力学的透气性受到有益的影响。不出所料地发现，当将炉渣成分调整到上述范围内时，可以阻止在形成气体的冶金反应中的炉渣起泡现象，应该注意到，这种炉渣乃是随后的冶金步骤的前提，例如放热反应和/或钢水熔池内硅含量的精确调整。

Fe和Mn在炉渣中大部分呈FeO和Mn的一氧化物。

就将熔体注入盛钢桶而言，若能把钢水温度和冶金炉渣温度调整到预定的温度，则有相当大的益处。大家都知道可以利用硅热还原反应使温度调整到一定的范围，其中采用FeSi可以达到所要求的温升。为了达到这样的一步，即在没有任何过沸腾危险和不产生过沸腾反应的情况下完成这样的硅热还原反应，以及还为了随后的硅热还原步骤，提供一种可以调整粘度和力学透气性的冶金炉渣是十分重要的。按照本发明方法熔炼，若后面的步骤是在把熔体注入盛钢桶时将放热反应的添加剂（例如Si、Al或放热反应的合金）加到熔体中，则具有很大的好处。基于本发明所提出的炉渣处理和上述的炉渣成分，有可能用技术上可沿用的盛钢桶容量处理大量的炉渣，因此避免了溢出盛钢桶的危险性。

就一个特别简单的方法而言，当按照本发明方法进行操作时，选自FeO-MgO-SiO₂渣系的化合物可以用作助熔剂，例如橄榄石或辉石，应该注意到最佳的助熔剂有镁橄榄石、原硅酸镁或原硅酸铁。在此方法中，对炉渣的粘度和熔点有明显的影响，同时达到高透气性，该透气性将减少盛钢桶内炉渣的起泡。诸如橄榄石或辉石的FeO-MgO-SiO₂渣系化合物也具有高熔点。由于同铁含量很高的酸性渣起反应，产生具有大约1100℃～1200℃熔点的化合物，因此在通常主要的温度下可稳妥地得到低粘度高透气性的炉渣。和通常使用的萤石相比，采用上述的助熔剂将有许多优点。萤石同样可以使石灰石转变成硅酸钙，但是反应速度和转变速度分别明显地低于采用镁橄榄石。当采用原硅酸镁和原硅酸铁时引 起的转变则更有利，并且产生一种基本上是中性的炉渣，从而保证盛钢桶外壳较长的有效寿命。硅酸盐的使用，尤其是原硅酸镁和原硅酸铁的使用同萤石比较，不会产生对环境有害的毒性气体。

高熔点镁橄榄石的使用将同SiO₂、CaO、FeO和Fe₂O₃一起导致熔点明显的降低，因此应该注意到混合热可以被充分利用。同硅（Silicone）反应产生更多数量的SiO₂，其推迟了硅酸二钙的形成，并且产生熔点较低的硅酸一钙。